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不同光照强度对甜瓜叶色黄化突变体幼苗生理指标的影响赵春梅，陈柏杰，金荣荣（哈尔滨市农业科学院，黑龙江 哈尔滨 150029）

收稿日期：2019-01-24

基金项目：哈尔滨市科技创新人才项目（2016RQQXJ224）。

摘要：为了选择适于甜瓜叶色黄化突变体生长的光照强度，以甜瓜叶色黄化突变体为试材，野生型甜

瓜为对照，研究不同光照强度对突变体苗期叶绿素含量、可溶性糖、可溶性蛋白质以及抗氧化酶等的影响。结果表明：甜瓜突变体在轻度遮光（90%光照）条件下，叶绿素的含量最多，而全光照及中度以上遮光都会影响叶绿素的积累；突变体和野生型中可溶性糖及可溶性蛋白质在全光照和轻度遮光下的含量随着时间的变化均有所增加，而中度以上遮光会抑制其积累；在不同光照强度下，突变体超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性与野生型相比差异显著，突变体抗氧化酶的活性增强，并且突变体在不同的生长时期抗氧化酶的活性显著不同。试验结果显示轻度遮光是甜瓜叶片黄化突变体最适生长的光照条件。关键词：甜瓜突变体；叶绿素；生理指标

Effects of Different Illumination Intensity on Physiological Indexes of Yellow Leaves Melon MutantZHAO Chunmei, CHEN Baijie, JIN Rongrong(Harbin Academy of Agricultural Science, Harbin 150029, China)

Abstract: In order to screen suitable illumination intensity for yellow leaves melon mutant growth,

the variation of chlorophyll content, soluble sugar content, soluble protein content and antioxidant enzyme activities in yellow leaves melon mutant were studied with the wild type as the control. The results showed that the melon mutant had the highest amount of chlorophyll under slight shading (90% full light), while full light, moderate shading and heavy shading inhibited the accumulation of chlorophyll in mutant. The content of soluble sugar and soluble protein all increased over time in mutant and wild type under full light and slight shading, while it showed a significant decline under moderate and heavy shading. Activities of superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD), catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX) in mutant were significantly different from wild type under different illumination intensities. The antioxidant enzyme activities in mutant were higher than that in wild type and activities of these antioxidant enzymes at different growth stages of mutant were also different. The comprehensive test results showed that slight shading was more suitable for growth and development of the mutant.- 19 -

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植物叶色突变是自然界中常见的突变形式，光合色素的变化直接影响光合作用，同时对植物其他代谢功能也产生一定影响[1-2]。在作物育种工作中，叶色突变体常常作为直观的形态学标记以简化育种的流程，在生产实践中具有重要的应用价值[3]。光照强度过强或过弱都不利于叶绿素的合成，特别在植物细胞叶绿素缺少的情况下，对植物的影响更大。强光照射会使处于激发态的叶绿素在传递能量的过程中增加活性氧的数量[4]，活性氧是氧化性极强的物质，对植物细胞伤害很大；弱光会破坏叶片细胞膜的完整性，导致细胞内的电解质外渗，同样会引起细胞内过氧化反应[5]。甜瓜（Cucumis melo L.）是夏日里人们喜爱的消暑水果，甜瓜叶片黄化突变体是由核基因控制的隐性突变，叶片在整个生长期都呈现黄绿色，其对光照强度的反应较野生型更加敏感。本试验选用甜瓜叶色黄化突变体以及野生型来研究不同光照强度对其生理指标的影响，通过比较分析，选择适合甜瓜黄化苗生长的光照强度，为今后的育种工作提供一定的依据。1 材料和方法1.1 试验材料供试甜瓜叶色黄化突变体（Y）和野生型（G）为哈尔滨市农业科学院西甜瓜研究室提供。1.2 试验方法突变体（Y）和野生型（G）种子经催芽后，播种于培养钵中，置于温室培养，选取5片真叶期、长势一致的甜瓜植株进行遮阴处理，试验设置4个处理，每个处理5株，分别为全光照（100%光照强度，Y100、G100）、轻度遮光（90%光照强度，1层白纱网遮阴，Y90、G90）、中度遮光（60%光照强度，1层黑纱网遮阴，Y60、G60）、深度遮光（25%光照强度，2层黑纱网遮阴，Y25、G25）[6]。甜瓜材料于遮阴处理0、7、14、21 d和30 d后进行采样，所有植株全部采样，每株采2～3片叶片用于叶绿素含量、可溶性糖、可溶性蛋白质及抗氧化酶活性检测。1.2.1 叶绿素含量测定叶绿素含量采用紫外吸收方法测定[7]。将新鲜叶片擦拭干净，去主脉后称取0.5 g，每个处理重复3次；然后使用10 mL 95%乙醇溶液匀浆至组织变白，将提取液过滤后定容至25 mL，采用分光光度计在波长665 nm和649 nm下测定吸光度。1.2.2 抗氧化酶检测超氧化物歧化酶（SOD）采用氮蓝四唑（NBT）方法，过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性检测参考李合生等[7]的方法。取甜瓜叶片0.5 g于预冷的研钵中，加入1 mL预冷的磷酸缓冲液在冰浴上研磨成浆，3 000 g离心5 min后，取上清液备用。SOD检测，提取液中加入SOD显色液，反应20 min后测定吸光值；POD检测，提取液煮沸5 min后加入POD反应体系，于37 ℃保温15 min，然后置于冰浴中，加入2.0 mL 20%三氯乙酸终止反应，470 nm波长测定吸光度；CAT检测，测定瓶中加入酶液2.5 mL，加入2.5 mL 0.1 mol/L的H2O2，30 ℃保温10 min，加入10%H2SO4溶液2.5 mL，用0.1 mol/L的KMnO4

标准溶液滴定至粉红色；APX检测，试管中加

入1 mL磷酸缓冲液，0.4 mL抗坏血酸（5 mmol/L），0.1 mL的H2O2，2.4 mL去离子水，加入0.1 mL稀释的酶液，在290 nm波长下测定吸光度，每30 s计数1次，记录180 s。1.2.3 可溶性糖含量测定采用苯酚法测定可溶性糖的含量，具体方法参照李合生等[7]的方法。取0.3 g叶片，分别放入3支试管，加入10 mL蒸馏水，塑料膜封口，于沸水中提取30 min，将提取液过滤入25 mL容量瓶定容。取0.5 mL样品加入1.5 mL蒸馏水，加入苯酚、浓硫酸溶液，显色后在485 nm波长下测定吸光度。1.2.4 可溶性蛋白质含量测定采用紫外吸收法，具体方法参照李合生等[7]的方法。称取0.5 g新鲜叶片，用5 mL磷酸缓冲液匀浆，10 000 r/min离心10 min，取上清液，将上

Keywords: melon mutant; chlorophyll; physiological index- 20 -Vegetables 2019.5试验研究

清液用磷酸缓冲液稀释后，用紫外分光光度计分别在280 nm和260 nm波长下测定吸光度。1.2.5 数据分析采用Excel进行数据统计分析。2 结果与分析2.1 不同光照强度对甜瓜突变体叶绿素含量的影响由图1可知，不同的光照强度对突变体叶绿素含量的影响不同，在轻度遮光条件下，叶绿素含量随着光照时间的增加而增加；在中度遮光和深度遮光下，叶绿素含量随着光照时间的增加而减少。突变体在轻度遮光条件下叶绿素的含量比全光照要高，并且随着光照时间的增加尤为明显。野生型叶绿素含量高于突变体叶绿素含量，叶绿素含量变化趋势与突变体相似。2.2 不同光照强度对甜瓜突变体可溶性糖的影响由图2可知，在全光照和轻度遮光条件下，突变体和野生型的可溶性糖含量均有所增加，但是突变体可溶性糖含量较野生型低。由于中度以上遮光直接影响光合作用，突变体和野生型的可溶性糖的含量都呈减少趋势。2.3 不同光照强度对甜瓜突变体可溶性蛋白质的影响突变体和野生型可溶性蛋白的含量在中度以上遮光下呈现先下降后平稳的趋势；在全光照和轻度遮光下，两者的变化趋势差别较大。全光照条件下，0 d时突变体的可溶性蛋白的含量略低于野生型，随着时间的增加，突变体的可溶性蛋白含量迅速增加；30 d时，突变体中可溶性蛋白含量是野生型的1.3倍。轻度遮光下，野生型蛋白含量高于突变体，随着时间的增加一直保持高于突变体的趋势（图3）。2.4 不同光照强度对甜瓜突变体SOD活性的影响由图4知，突变体在全光照和轻度遮光下，SOD活性略有上升，然后略有降低，变化不明显；在深度遮光下，突变体的SOD活性迅速上升，在处理14 d达到最大值，然后快速下降；中度遮光SOD的活性先逐渐上升，在21 d时达到最大活性，然后下降。野生型在中度及深度遮光